CN110956768A - 一种智能家居自动防盗装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于家居防盗技术领域，公开了一种智能家居自动防盗系统、方法及装置，所述智能家居自动防盗方法包括：采集家居场景视频、输入密码；进行增强处理、人脸识别、门锁密码验证；检测家居布防期间的房门锁锁芯被异常转动状态；进行火灾探测、预警通知；存储采集数据、将数据发送至移动终端；通过太阳能电池板为系统供电，通过显示器显示数据。本发明通过视频增强模块能够基于质量较高的图像对质量较低的图像进行重构，因而对于本身质量较差的图像而言，重构后的图像会在很大程度上受到质量较高的图像的影响，能够大幅提升图像质量，满足用户的使用需求；同时，通过人脸识别模块提高了对人脸识别准确率，从而提高防盗效果。

Description

一种智能家居自动防盗装置

技术领域

本发明属于家居防盗技术领域，尤其涉及一种智能家居自动防盗装置。

背景技术

智能家居(smart home,home automation)是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。然而，现有智能家居自动防盗装置采集的视频不清晰；同时，对人脸识别不准确，导致防盗效果差。

家居防盗系统是使用图像识别技术和数据采集技术的一种典型应用。目前人们日益关心自己居住或办公环境的安全防护。据统计通过打开大门这种方式占到非法人员入侵的80％以上。目前多采用安装防盗门，提高门锁安全等级(如换装B级或C级门锁)，但是这种方法无法从根本上解决非法开锁的问题，无法满足人们的安居需求。

视频编码指通过特定的压缩技术，将某个视频格式的视频文件转换成另外一种视频格式的视频文件。在通过网络传输视频数据的时候，为了能够减少需要传输的数据流量，减小视频传输对网络的压力，一般需要预先对网络视频进行编码，以实现对视频的压缩。视频编码后虽然体积有所降低，但编码后的视频会存在失真的问题，导致视频画面质量下降。另外，视频流数据在通过网络传输的过程中，会由于网络延时、卡顿等问题出现帧丢失、错位等问题，同样会导致视频画面质量下降。因此，为了提高视频画质，就要在对视频文件进行画质增强处理。当前的画面质量增强方法一般是针对视频文件中的每一帧图像进行画质增强处理，也即基于每一帧图像的数据，对图像进行分辨率、色调、对比度、亮度、像素等进行调整，最终得到画质增强的视频文件。但是常规的画质增强方法，仅仅在原图像的基础上进行增强处理，或者由于原图像质量较差，增强之后的效果并不明显，图像质量提升有限，或者由于增强处理对原图像的改动过大，造成连续的不同图像之间的差异较大，视频不够“平滑”。因此，常规的视频图像画质增强效果并不理想，无法达到使用需求。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有智能家居自动防盗装置采集的视频不清晰；同时，对人脸识别不准确，导致防盗效果差。

(2)现有采用安装防盗门的方法无法从根本上解决非法开锁的问题，无法满足人们的安居需求。

(3)常规的画质增强方法，仅仅在原图像的基础上进行增强处理，或者由于原图像质量较差，增强之后的效果并不明显，图像质量提升有限，或者由于增强处理对原图像的改动过大，造成连续的不同图像之间的差异较大，视频不够“平滑”。常规的视频图像画质增强效果并不理想，无法达到使用需求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能家居自动防盗装置。

本发明是这样实现的，一种智能家居自动防盗方法，所述智能家居自动防盗方法包括以下步骤：

步骤一，通过摄像头采集家居场景视频；通过智能门锁输入密码；通过主机控制各个模块正常工作。

步骤二，通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理；通过识别程序对采集的人脸进行识别；通过验证程序对输入的门锁密码进行验证。

步骤三，检测家居布防期间的房门锁锁芯被异常转动状态，若发生该异常，表示有人在尝试打开房门锁，家居防盗系统进入拍照取证状态。

步骤四，检测家居布防期间的房门被打开的异常状态，若发生该异常，表示房门己被陌生人打开，家居防盗系统进入拍照取证状态。

步骤五，检测房门外是否有人员经过和驻留，若有则提示系统进入预警状态；通过防盗探测装置进行盗窃的探测。

步骤六，通过防火探测装置进行火灾的探测；通过预警装置根据人脸识别异常结果及密码验证异常结果进行预警通知。

步骤七，家居防盗系统与房屋主人之间进行信息交互，可以对完成家居防盗系统进行功能设置，或者接收家居防盗系统发来的入侵报警信息。

步骤八，通过云服务器存储采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据。

步骤九，通过云服务器将采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据发送至移动终端。

步骤十，通过太阳能电池板为智能家居自动防盗系统供电；通过显示器显示采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据。

进一步，步骤二中，所述通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理的方法如下：

(1)通过图像增强程序从视频当前位置获取第一预设帧数的连续图像。

(2)检测所述第一预设帧数的连续图像中是否包括满足预设质量条件的基准图像。

(3)若存在所述基准图像，则将所述第一预设帧数的连续图像中除基准图像外的图像作为待重构图像，基于所述基准图像对所述待重构图像执行图像重构处理。

(4)将当前位置移动第三预设帧数之后的位置，作为所述视频的新的当前位置；所述第三预设帧数小于或等于所述第一预设帧数。

进一步，所述图像重构处理包括：

将所述基准图像以及所述待重构图像输入至卷积神经网络，为所述基准图像提取第一特征映射，并为所述待重构图像提取第二特征映射。

对所述第一特征映射和所述第二特征映射进行加权叠加处理，得到重构特征映射；基于所述重构特征映射得到重构图像，使用所述重构图像替换所述待重构图像。

进一步，所述对所述第一特征映射和所述第二特征映射进行加权叠加处理，具体包括：

按照预设的比重系数，对所述第一特征映射以及所述第二特征映射进行加权处理，且所述第一特征映射的比重系数大于所述第二特征映射的比重系数。

将进行了加权处理后的第一特征映射以及进行了加权处理后的第二特征映射进行叠加。

进一步，所述通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理的方法包括：

若所述第一预设帧数的连续图像中未包括满足预设质量条件的基准图像，继续往后获取第二预设帧数的连续图像，直至找到满足所述预设质量条件的基准图像，并将从当前位置起所获取的所有连续图像中除基准图像外的图像作为待重构图像，基于所述基准图像对所述待重构图像执行图像重构处理。

进一步，步骤二中，所述通过识别程序对采集的人脸进行识别的方法如下：

1)通过识别程序获取待识别图像。

2)根据边缘检测算法，从待识别图像中获取第一人脸区域，从待识别图像中选取颜色在基准RGB值范围内的区域，作为第二人脸区域，将第一人脸区域与第二人脸区域重合的区域作为第三人脸区域；所述基准RGB值范围包括面部皮肤的RGB值范围、嘴唇的RGB值范围以及眼睛的RGB值范围。

3)从第三人脸区域中获取特征区域，以特征区域的中心确定一矩形区域，将矩形区域依次绕中心旋转0～180°，每个旋转操作后，均将矩形区域分成多个小区域，分别提取每个小区域的纹理特征，获得与每个旋转操作对应的纹理特征集合。

4)将与每个旋转操作对应的纹理特征集合与数据库进行比对，计算每个旋转操作对应的相似度，若每个旋转操作对应的相似度均高于设定阈值，则将数据库内对应的人脸作为识别到的人脸。

5)若其中一个或多个旋转操作对应的相似度低于设定阈值，则将第三人脸区域缩放5倍，然后以缩放后的第三人脸区域为对象重复步骤3)和步骤4)的操作。

进一步，所述特征区域为眼睛或嘴巴；

将矩形区域均匀分成多个形状相同，且均为矩形的小区域；将对应的小区域内的纹理特征分别比对，每个旋转操作对应的相似度为纹理特征相同的小区域与小区域总数量的比值。

数据库内存储有备案人的人脸图像以及与备案人的人脸图像的旋转操作对应的纹理特征集合，数据库中的纹理特征集合的获取方式与步骤三相同。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述智能家居自动防盗方法的智能家居自动防盗系统，所述智能家居自动防盗系统包括：

视频采集模块、密码输入模块、主控模块、视频增强模块、人脸识别模块、密码验证模块、房门锁锁芯转动检测模块、房门位移检测模块、红外感应模块、防盗探测模块、防火探测模块、预警模块、无线通信模块、数据存储模块、终端模块、供电模块、显示模块。

视频采集模块，与主控模块连接，用于通过摄像头采集家居场景视频；

密码输入模块，与主控模块连接，用于通过智能门锁输入密码；

主控模块，与视频采集模块、密码输入模块、视频增强模块、人脸识别模块、密码验证模块、房门锁锁芯转动检测模块、房门位移检测模块、红外感应模块、防盗探测模块、防火探测模块、预警模块、无线通信模块、数据存储模块、终端模块、供电模块、显示模块连接，用于通过主机控制各个模块正常工作；

视频增强模块，与主控模块连接，用于通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理；

人脸识别模块，与主控模块连接，用于通过识别程序对采集的人脸进行识别；

密码验证模块，与主控模块连接，用于通过验证程序对输入的门锁密码进行验证；

房门锁锁芯转动检测模块，与主控模块连接，用于检测家居布防期间的房门锁锁芯被异常转动状态，若发生该异常，表示有人在尝试打开房门锁，家居防盗系统进入拍照取证状态；

房门位移检测模块，与主控模块连接，用于检测家居布防期间的房门被打开的异常状态，若发生该异常，表示房门己被陌生人打开，家居防盗系统进入拍照取证状态；

红外感应模块，与主控模块连接，用于检测房门外是否有人员经过和驻留，若有则提示系统进入预警状态；

防盗探测模块，与主控模块连接，用于通过防盗探测装置进行盗窃的探测；

防火探测模块，与主控模块连接，用于通过防火探测装置进行火灾的探测；

预警模块，与主控模块连接，用于通过预警装置根据人脸识别异常结果及密码验证异常结果进行预警通知；

无线通信模块，与主控模块连接，用于家居防盗系统与房屋主人之间的信息交互，可以对完成家居防盗系统进行功能设置，或者接收家居防盗系统发来的入侵报警信息；

数据存储模块，与主控模块连接，用于通过云服务器存储采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据；

终端模块，与主控模块连接，用于通过云服务器将采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据发送至移动终端；

供电模块，与主控模块连接，用于通过太阳能电池板为智能家居自动防盗系统供电；

显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述智能家居自动防盗系统的智能家居自动防盗装置，所述智能家居自动防盗装置包括：

单片机、电源电路、摄像头、防盗探测装置、防火探测装置、预警装置。

所述防盗探测装置包括红外探测器以及微波探测器；所述红外探测器与微波探测器的输入端均与防盗探测装置的输出端连接。

所述防火探测装置包括温度探测器、光电感烟探测器以及CO探测器；所述防火探测装置的输出端分别与温度探测器、光电感烟探测器以及CO探测器的输入端连接。

所述预警装置包括报警电路、报警开关、报警灯、报警蜂鸣器；所述预警装置分别与单片机、电源电路、报警开关、报警灯、报警蜂鸣器、防盗探测器以及防火探测器连接。

进一步，所述红外探测器包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、三极管Q、发光二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、运放器A。

所述单片机的引脚F1分别与电容C2、电阻R2的一端以及发光二极管D1的负极连接；所述电容C2的另一端接地，所述电阻R2的另一端分别与电阻R3、电容C1的一端以及三极管Q的基级连接；所述电容C1的另一端分别与单片机的引脚F2以及电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端分别与单片机的引脚F3、所述电容C4的一端以及三极管Q的发射级连接并接地，所述电容C4的另一端与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端分别与电阻R5、电容C5以及运放器A的负极连接，所述电阻R5的另一端分别与电容C5的另一端以及运放器A的第三端连接并接电源，所述运放器A的正极与电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端与电阻R3的另一端连接，所述电阻R6的一端与电容C4的一端连接并接地，所述电阻R6的另一端与电源连接，所述电阻R7的一端分别与电源、电阻R8、电阻R10以及电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与二极管D4的基级连接，所述二极管D4的集电极分别与电阻R10的另一端以及电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端分别与电阻R9以及二极管D3的基级连接，所述电阻R9的另一端分别与电阻R6以及二极管D2的发射极连接，所述二极管D2的集电极与电阻R7的另一端连接，所述二极管D2的基级分别与二极管D3的集电极以及电阻R8的一端连接，所述二极管D3的发射极与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与电源连接，所述二极管D4的发射极与电阻R6的一端连接并接电源二极管D4的基级与电阻R11的另一端连接。

本发明的优点及积极效果为：本发明通过视频增强模块对视频中的图像进行质量增强的时候，首先要从当前位置获取第一预设帧数的连续图像，然后从获得的连续图像中，检测是否包括满足预设质量条件的基准图像；若存在基准图像，则基于该基准图像，对所获取的连续图像中的其他图像进行图像重构处理，也即能够基于质量较高的图像对质量较低的图像进行重构，因而对于本身质量较差的图像而言，重构后的图像会在很大程度上受到质量较高的图像的影响，能够大幅提升图像质量，满足用户的使用需求；同时，通过人脸识别模块提高了对人脸识别准确率，从而提高防盗效果。

本发明房门锁锁芯转动检测模块、房门位移检测模块以及红外感应模块，当门锁被异常触动、房门被异常打开或房门前有异常人员走动时，会进行异常情况预警，检测范围更全面；预警模块包含文字报警信息和图像报警信息，所提供的检测信息更科学；可以在常用的移动终端(手机)上使用APP完成信息的浏览，信息的浏览方式更方便，报警信息提供渠道更便捷。

附图说明

图1是本发明实施例提供的智能家居自动防盗方法流程图。

图2是本发明实施例提供的智能家居自动防盗装置结构框图。

图中：1、视频采集模块；2、密码输入模块；3、主控模块；4、视频增强模块；5、人脸识别模块；6、密码验证模块；7、房门锁锁芯转动检测模块；8、房门位移检测模块；9、红外感应模块；10、防盗探测模块；11、防火探测模块；12、预警模块；13、无线通信模块；14、数据存储模块；15、终端模块；16、供电模块；17、显示模块。

图3是本发明实施例提供的智能家居自动防盗装置中的红外探测器电路结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的智能家居自动防盗方法包括以下步骤：

S101：通过摄像头采集家居场景视频；通过智能门锁输入密码；通过主机控制各个模块正常工作。

S102：通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理；通过识别程序对采集的人脸进行识别；通过验证程序对输入的门锁密码进行验证。

S103：检测家居布防期间的房门锁锁芯被异常转动状态，若发生该异常，表示有人在尝试打开房门锁，家居防盗系统进入拍照取证状态。

S104：检测家居布防期间的房门被打开的异常状态，若发生该异常，表示房门己被陌生人打开，家居防盗系统进入拍照取证状态。

S105：检测房门外是否有人员经过和驻留，若有则提示系统进入预警状态；通过防盗探测装置进行盗窃的探测。

S106：通过防火探测装置进行火灾的探测；通过预警装置根据人脸识别异常结果及密码验证异常结果进行预警通知。

S107：家居防盗系统与房屋主人之间进行信息交互，可以对完成家居防盗系统进行功能设置，或者接收家居防盗系统发来的入侵报警信息。

S108：通过云服务器存储采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据。

S109：通过云服务器将采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据发送至移动终端。

S110：通过太阳能电池板为智能家居自动防盗系统供电；通过显示器显示采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据。

本发明实施例提供的S102中，通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理的方法如下：

(1)通过图像增强程序从视频当前位置获取第一预设帧数的连续图像。

(2)检测所述第一预设帧数的连续图像中是否包括满足预设质量条件的基准图像。

(3)若存在所述基准图像，则将所述第一预设帧数的连续图像中除基准图像外的图像作为待重构图像，基于所述基准图像对所述待重构图像执行图像重构处理。

(4)将当前位置移动第三预设帧数之后的位置，作为所述视频的新的当前位置；所述第三预设帧数小于或等于所述第一预设帧数。

本发明实施例提供的图像重构处理包括：

将所述基准图像以及所述待重构图像输入至卷积神经网络，为所述基准图像提取第一特征映射，并为所述待重构图像提取第二特征映射。

对所述第一特征映射和所述第二特征映射进行加权叠加处理，得到重构特征映射；基于所述重构特征映射得到重构图像，使用所述重构图像替换所述待重构图像。

本发明实施例提供的对所述第一特征映射和所述第二特征映射进行加权叠加处理，包括：

按照预设的比重系数，对所述第一特征映射以及所述第二特征映射进行加权处理，且所述第一特征映射的比重系数大于所述第二特征映射的比重系数。

将进行了加权处理后的第一特征映射以及进行了加权处理后的第二特征映射进行叠加。

本发明实施例提供的通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理的方法包括：

若所述第一预设帧数的连续图像中未包括满足预设质量条件的基准图像，继续往后获取第二预设帧数的连续图像，直至找到满足所述预设质量条件的基准图像，并将从当前位置起所获取的所有连续图像中除基准图像外的图像作为待重构图像，基于所述基准图像对所述待重构图像执行图像重构处理。

本发明实施例提供的S102中，通过识别程序对采集的人脸进行识别的方法如下：

1)通过识别程序获取待识别图像。

2)根据边缘检测算法，从待识别图像中获取第一人脸区域，从待识别图像中选取颜色在基准RGB值范围内的区域，作为第二人脸区域，将第一人脸区域与第二人脸区域重合的区域作为第三人脸区域；所述基准RGB值范围包括面部皮肤的RGB值范围、嘴唇的RGB值范围以及眼睛的RGB值范围。

3)从第三人脸区域中获取特征区域，以特征区域的中心确定一矩形区域，将矩形区域依次绕中心旋转0～180°，每个旋转操作后，均将矩形区域分成多个小区域，分别提取每个小区域的纹理特征，获得与每个旋转操作对应的纹理特征集合。

4)将与每个旋转操作对应的纹理特征集合与数据库进行比对，计算每个旋转操作对应的相似度，若每个旋转操作对应的相似度均高于设定阈值，则将数据库内对应的人脸作为识别到的人脸。

5)若其中一个或多个旋转操作对应的相似度低于设定阈值，则将第三人脸区域缩放5倍，然后以缩放后的第三人脸区域为对象重复步骤3)和步骤4)的操作。

本发明实施例提供的特征区域为眼睛或嘴巴；

将矩形区域均匀分成多个形状相同，且均为矩形的小区域；将对应的小区域内的纹理特征分别比对，每个旋转操作对应的相似度为纹理特征相同的小区域与小区域总数量的比值。

数据库内存储有备案人的人脸图像以及与备案人的人脸图像的旋转操作对应的纹理特征集合，数据库中的纹理特征集合的获取方式与步骤三相同。

如图2所示，本发明实施例提供的应用所述智能家居自动防盗方法的智能家居自动防盗系统包括：视频采集模块1、密码输入模块2、主控模块3、视频增强模块4、人脸识别模块5、密码验证模块6、房门锁锁芯转动检测模块7、房门位移检测模块8、红外感应模块9、防盗探测模块10、防火探测模块11、预警模块12、无线通信模块13、数据存储模块14、终端模块15、供电模块16、显示模块17。

视频采集模块1，与主控模块3连接，用于通过摄像头采集家居场景视频；

密码输入模块2，与主控模块3连接，用于通过智能门锁输入密码；

主控模块3，与视频采集模块1、密码输入模块2、视频增强模块4、人脸识别模块5、密码验证模块6、房门锁锁芯转动检测模块7、房门位移检测模块8、红外感应模块9、防盗探测模块10、防火探测模块11、预警模块12、无线通信模块13、数据存储模块14、终端模块15、供电模块16、显示模块17连接，用于通过主机控制各个模块正常工作；

视频增强模块4，与主控模块3连接，用于通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理；

人脸识别模块5，与主控模块3连接，用于通过识别程序对采集的人脸进行识别；

密码验证模块6，与主控模块3连接，用于通过验证程序对输入的门锁密码进行验证；

房门锁锁芯转动检测模块7，与主控模块3连接，用于检测家居布防期间的房门锁锁芯被异常转动状态，若发生该异常，表示有人在尝试打开房门锁，家居防盗系统进入拍照取证状态；

房门位移检测模块8，与主控模块3连接，用于检测家居布防期间的房门被打开的异常状态，若发生该异常，表示房门己被陌生人打开，家居防盗系统进入拍照取证状态；

红外感应模块9，与主控模块3连接，用于检测房门外是否有人员经过和驻留，若有则提示系统进入预警状态；

防盗探测模块10，与主控模块3连接，用于通过防盗探测装置进行盗窃的探测；

防火探测模块11，与主控模块3连接，用于通过防火探测装置进行火灾的探测；

预警模块12，与主控模块3连接，用于通过预警装置根据人脸识别异常结果及密码验证异常结果进行预警通知；

无线通信模块13，与主控模块3连接，用于家居防盗系统与房屋主人之间的信息交互，可以对完成家居防盗系统进行功能设置，或者接收家居防盗系统发来的入侵报警信息；

数据存储模块14，与主控模块3连接，用于通过云服务器存储采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据；

终端模块15，与主控模块3连接，用于通过云服务器将采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据发送至移动终端；

供电模块16，与主控模块3连接，用于通过太阳能电池板为智能家居自动防盗系统供电；

显示模块17，与主控模块3连接，用于通过显示器显示采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据。

本发明实施例提供的应用所述智能家居自动防盗系统的智能家居自动防盗装置包括：单片机、电源电路、摄像头、防盗探测装置、防火探测装置、预警装置。

本发明实施例提供的防盗探测装置包括红外探测器以及微波探测器；所述红外探测器与微波探测器的输入端均与防盗探测装置的输出端连接。

本发明实施例提供的防火探测装置包括温度探测器、光电感烟探测器以及CO探测器；所述防火探测装置的输出端分别与温度探测器、光电感烟探测器以及CO探测器的输入端连接。

本发明实施例提供的预警装置包括报警电路、报警开关、报警灯、报警蜂鸣器；所述预警装置分别与单片机、电源电路、报警开关、报警灯、报警蜂鸣器、防盗探测器以及防火探测器连接。

如图3所示，本发明实施例提供的红外探测器包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、三极管Q、发光二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、运放器A。

本发明实施例提供的所述单片机的引脚F1分别与电容C2、电阻R2的一端以及发光二极管D1的负极连接；所述电容C2的另一端接地，所述电阻R2的另一端分别与电阻R3、电容C1的一端以及三极管Q的基级连接；所述电容C1的另一端分别与单片机的引脚F2以及电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端分别与单片机的引脚F3、所述电容C4的一端以及三极管Q的发射级连接并接地，所述电容C4的另一端与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端分别与电阻R5、电容C5以及运放器A的负极连接，所述电阻R5的另一端分别与电容C5的另一端以及运放器A的第三端连接并接电源，所述运放器A的正极与电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端与电阻R3的另一端连接，所述电阻R6的一端与电容C4的一端连接并接地，所述电阻R6的另一端与电源连接，所述电阻R7的一端分别与电源、电阻R8、电阻R10以及电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与二极管D4的基级连接，所述二极管D4的集电极分别与电阻R10的另一端以及电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端分别与电阻R9以及二极管D3的基级连接，所述电阻R9的另一端分别与电阻R6以及二极管D2的发射极连接，所述二极管D2的集电极与电阻R7的另一端连接，所述二极管D2的基级分别与二极管D3的集电极以及电阻R8的一端连接，所述二极管D3的发射极与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与电源连接，所述二极管D4的发射极与电阻R6的一端连接并接电源二极管D4的基级与电阻R11的另一端连接。

本发明工作时，首先，通过视频采集模块1利用摄像头采集家居场景视频；通过密码输入模块2利用智能门锁输入密码；通过主控模块3利用主机控制各个模块正常工作；通过视频增强模块4利用视频增强程序对采集的视频进行增强处理；通过人脸识别模块5利用识别程序对采集的人脸进行识别；通过密码验证模块6利用验证程序对输入的门锁密码进行验证；然后，当家居防盗系统设置为布防功能时，可完成家居的布防和撤防设置，在布防状态，使用红外感应模块监测房门外指定区域的异常状态、使用房门锁锁芯转动检测模块7监测是否有人员在尝试打开房门锁、使用房门位移监测模块8房门己被异常打开，通过上述情况的监测来判断是否有非法人员通过房门入侵，若存在非法人员入侵，使用视频采集模块1完成对非法入侵人员的拍照取证工作，将非法入侵人员的照片以及入侵时间记录到数据存储模块14，并同时使用无线通信模块13将非法入侵人员的照片以及入侵时间发送到家居防盗系统指定的终端模块15，在第一时间将异常情况和抓拍照片告知房屋主人；通过红外感应模块9检测房门外是否有人员经过和驻留，若有则提示系统进入预警状态；通过防盗探测模块10利用防盗探测装置进行盗窃的探测；通过防火探测模块11利用防火探测装置进行火灾的探测；通过预警模块12利用预警装置根据人脸识别异常结果及密码验证异常结果进行预警通知；当家居防盗系统设置为监视模式时，可将监控区域内视频图像实时上传到云端服务器，房屋主人使用移动终端上的APP浏览监控区域内视频信息；通过供电模块16利用太阳能电池板为智能家居自动防盗系统供电；最后，通过显示模块17显示器显示采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种智能家居自动防盗方法，其特征在于，所述智能家居自动防盗方法包括以下步骤：

步骤一，通过摄像头采集家居场景视频；通过智能门锁输入密码；通过主机控制各个模块正常工作；

步骤二，通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理；通过识别程序对采集的人脸进行识别；通过验证程序对输入的门锁密码进行验证；

步骤三，检测家居布防期间的房门锁锁芯被异常转动状态，若发生该异常，表示有人在尝试打开房门锁，家居防盗系统进入拍照取证状态；

步骤四，检测家居布防期间的房门被打开的异常状态，若发生该异常，表示房门己被陌生人打开，家居防盗系统进入拍照取证状态；

步骤五，检测房门外是否有人员经过和驻留，若有则提示系统进入预警状态；通过防盗探测装置进行盗窃的探测；

步骤六，通过防火探测装置进行火灾的探测；通过预警装置根据人脸识别异常结果及密码验证异常结果进行预警通知；

步骤七，家居防盗系统与房屋主人之间进行信息交互，可以对完成家居防盗系统进行功能设置，或者接收家居防盗系统发来的入侵报警信息；

步骤八，通过云服务器存储采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据；

步骤九，通过云服务器将采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据发送至移动终端；

步骤十，通过太阳能电池板为智能家居自动防盗系统供电；通过显示器显示采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据。

2.如权利要求1所述智能家居自动防盗方法，其特征在于，步骤二中，所述通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理的方法如下：

(1)通过图像增强程序从视频当前位置获取第一预设帧数的连续图像；

(2)检测所述第一预设帧数的连续图像中是否包括满足预设质量条件的基准图像；

(3)若存在所述基准图像，则将所述第一预设帧数的连续图像中除基准图像外的图像作为待重构图像，基于所述基准图像对所述待重构图像执行图像重构处理；

(4)将当前位置移动第三预设帧数之后的位置，作为所述视频的新的当前位置；所述第三预设帧数小于或等于所述第一预设帧数。

3.如权利要求2所述智能家居自动防盗方法，其特征在于，所述图像重构处理包括：

将所述基准图像以及所述待重构图像输入至卷积神经网络，为所述基准图像提取第一特征映射，并为所述待重构图像提取第二特征映射；

对所述第一特征映射和所述第二特征映射进行加权叠加处理，得到重构特征映射；基于所述重构特征映射得到重构图像，使用所述重构图像替换所述待重构图像。

4.如权利要求3所述智能家居自动防盗方法，其特征在于，所述对所述第一特征映射和所述第二特征映射进行加权叠加处理，具体包括：

按照预设的比重系数，对所述第一特征映射以及所述第二特征映射进行加权处理，且所述第一特征映射的比重系数大于所述第二特征映射的比重系数；

将进行了加权处理后的第一特征映射以及进行了加权处理后的第二特征映射进行叠加。

5.如权利要求2所述智能家居自动防盗方法，其特征在于，所述通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理的方法包括：

若所述第一预设帧数的连续图像中未包括满足预设质量条件的基准图像，继续往后获取第二预设帧数的连续图像，直至找到满足所述预设质量条件的基准图像，并将从当前位置起所获取的所有连续图像中除基准图像外的图像作为待重构图像，基于所述基准图像对所述待重构图像执行图像重构处理。

6.如权利要求1所述智能家居自动防盗方法，其特征在于，步骤二中，所述通过识别程序对采集的人脸进行识别的方法如下：

1)通过识别程序获取待识别图像；

2)根据边缘检测算法，从待识别图像中获取第一人脸区域，从待识别图像中选取颜色在基准RGB值范围内的区域，作为第二人脸区域，将第一人脸区域与第二人脸区域重合的区域作为第三人脸区域；所述基准RGB值范围包括面部皮肤的RGB值范围、嘴唇的RGB值范围以及眼睛的RGB值范围；

3)从第三人脸区域中获取特征区域，以特征区域的中心确定一矩形区域，将矩形区域依次绕中心旋转0～180°，每个旋转操作后，均将矩形区域分成多个小区域，分别提取每个小区域的纹理特征，获得与每个旋转操作对应的纹理特征集合；

4)将与每个旋转操作对应的纹理特征集合与数据库进行比对，计算每个旋转操作对应的相似度，若每个旋转操作对应的相似度均高于设定阈值，则将数据库内对应的人脸作为识别到的人脸；

5)若其中一个或多个旋转操作对应的相似度低于设定阈值，则将第三人脸区域缩放5倍，然后以缩放后的第三人脸区域为对象重复步骤3)和步骤4)的操作。

7.如权利要求6所述智能家居自动防盗方法，其特征在于，所述特征区域为眼睛或嘴巴；

将矩形区域均匀分成多个形状相同，且均为矩形的小区域；将对应的小区域内的纹理特征分别比对，每个旋转操作对应的相似度为纹理特征相同的小区域与小区域总数量的比值；

数据库内存储有备案人的人脸图像以及与备案人的人脸图像的旋转操作对应的纹理特征集合，数据库中的纹理特征集合的获取方式与步骤三相同。

8.一种应用如权利要求1所述智能家居自动防盗方法的智能家居自动防盗系统，其特征在于，所述智能家居自动防盗系统包括：

视频采集模块、密码输入模块、主控模块、视频增强模块、人脸识别模块、密码验证模块、房门锁锁芯转动检测模块、房门位移检测模块、红外感应模块、防盗探测模块、防火探测模块、预警模块、无线通信模块、数据存储模块、终端模块、供电模块、显示模块；

视频采集模块，与主控模块连接，用于通过摄像头采集家居场景视频；

密码输入模块，与主控模块连接，用于通过智能门锁输入密码；

主控模块，与视频采集模块、密码输入模块、视频增强模块、人脸识别模块、密码验证模块、房门锁锁芯转动检测模块、房门位移检测模块、红外感应模块、防盗探测模块、防火探测模块、预警模块、无线通信模块、数据存储模块、终端模块、供电模块、显示模块连接，用于通过主机控制各个模块正常工作；

视频增强模块，与主控模块连接，用于通过视频增强程序对采集的视频进行增强处理；

人脸识别模块，与主控模块连接，用于通过识别程序对采集的人脸进行识别；

密码验证模块，与主控模块连接，用于通过验证程序对输入的门锁密码进行验证；

房门锁锁芯转动检测模块，与主控模块连接，用于检测家居布防期间的房门锁锁芯被异常转动状态，若发生该异常，表示有人在尝试打开房门锁，家居防盗系统进入拍照取证状态；

房门位移检测模块，与主控模块连接，用于检测家居布防期间的房门被打开的异常状态，若发生该异常，表示房门己被陌生人打开，家居防盗系统进入拍照取证状态；

红外感应模块，与主控模块连接，用于检测房门外是否有人员经过和驻留，若有则提示系统进入预警状态；

防盗探测模块，与主控模块连接，用于通过防盗探测装置进行盗窃的探测；

防火探测模块，与主控模块连接，用于通过防火探测装置进行火灾的探测；

预警模块，与主控模块连接，用于通过预警装置根据人脸识别异常结果及密码验证异常结果进行预警通知；

无线通信模块，与主控模块连接，用于家居防盗系统与房屋主人之间的信息交互，可以对完成家居防盗系统进行功能设置，或者接收家居防盗系统发来的入侵报警信息；

数据存储模块，与主控模块连接，用于通过云服务器存储采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据；

终端模块，与主控模块连接，用于通过云服务器将采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据发送至移动终端；

供电模块，与主控模块连接，用于通过太阳能电池板为智能家居自动防盗系统供电；

显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的家居场景视频、人脸识别结果、密码验证结果、盗窃探测、火灾探测、预警通知的实时数据。

9.一种应用如权利要求8所述智能家居自动防盗系统的智能家居自动防盗装置，其特征在于，所述智能家居自动防盗装置包括：

单片机、电源电路、摄像头、防盗探测装置、防火探测装置、预警装置；

所述防盗探测装置包括红外探测器以及微波探测器；所述红外探测器与微波探测器的输入端均与防盗探测装置的输出端连接；

所述防火探测装置包括温度探测器、光电感烟探测器以及CO探测器；所述防火探测装置的输出端分别与温度探测器、光电感烟探测器以及CO探测器的输入端连接；

所述预警装置包括报警电路、报警开关、报警灯、报警蜂鸣器；所述预警装置分别与单片机、电源电路、报警开关、报警灯、报警蜂鸣器、防盗探测器以及防火探测器连接。

10.如权利要求9所述智能家居自动防盗装置，其特征在于，所述红外探测器包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、三极管Q、发光二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、运放器A；

所述单片机的引脚F1分别与电容C2、电阻R2的一端以及发光二极管D1的负极连接；所述电容C2的另一端接地，所述电阻R2的另一端分别与电阻R3、电容C1的一端以及三极管Q的基级连接；所述电容C1的另一端分别与单片机的引脚F2以及电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端分别与单片机的引脚F3、所述电容C4的一端以及三极管Q的发射级连接并接地，所述电容C4的另一端与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端分别与电阻R5、电容C5以及运放器A的负极连接，所述电阻R5的另一端分别与电容C5的另一端以及运放器A的第三端连接并接电源，所述运放器A的正极与电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端与电阻R3的另一端连接，所述电阻R6的一端与电容C4的一端连接并接地，所述电阻R6的另一端与电源连接，所述电阻R7的一端分别与电源、电阻R8、电阻R10以及电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与二极管D4的基级连接，所述二极管D4的集电极分别与电阻R10的另一端以及电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端分别与电阻R9以及二极管D3的基级连接，所述电阻R9的另一端分别与电阻R6以及二极管D2的发射极连接，所述二极管D2的集电极与电阻R7的另一端连接，所述二极管D2的基级分别与二极管D3的集电极以及电阻R8的一端连接，所述二极管D3的发射极与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与电源连接，所述二极管D4的发射极与电阻R6的一端连接并接电源二极管D4的基级与电阻R11的另一端连接。

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